CN101248468A - 电流监视装置 - Google Patents

Abstract

本发明揭示一种电流监视装置，具备：插入将测定器测定的物理量变换为信号电流输出的两条传输线中，测定向所述传输线输出的电流值的电流检测部、以及插入所述传输线中，输出由于所述信号电流流过而产生的电压的电源电压生成部；所述电流检测部利用所述电源电压生成部输出的电压进行驱动。

Description

电流监视装置

技术领域

本发明涉及电流监视装置，特别是涉及流入双线式的工业用电流传输线的电流的监视用的电流监视装置。

背景技术

以往，具有设置于宽阔的土地上的多台构成设备、装置的化工厂、石油厂等，具备为了对工厂进行控制而测定这些构成设备、装置的压力、温度、流过配管的流体的流速等物理量的工业用测量器。这种工业用测量器1像例如图12那样，与直流电源3(例如24V)和负载电阻4(例如250Ω)一起，串联于双线式传输线2，将测定的物理量变换为4mA～20mA范围内的电流值输出到双线式传输线2。

如该图所示，在工厂的情况下，通常使用将工业用测量器1测量的物理量变换为规定电平范围的电流值传输的电流环路。这是因为在工厂的情况下，传输电缆的传输线长，以电压振幅传输时电缆的电阻造成信号劣化最后不能够传输。

这种电流环路通常将20mA分配为工业用测量器能够测量的物理量的10％，将4mA分配为物理量的0％，从工业用测量器输出与所测量的物理量成正比的电流。顺便说，将负载电阻设定为250欧姆，是因为4mA的电流流入该电阻时的电压降为1V，20mA的电流流入时的电压降为5V，这1～5V范围的电压值适合使用于各种控制运算。

另一方面，作为这种工业用测量器，有例如日本专利特开平9-81883号公报所示的自己作出使用例如双线式传输线的电流使工业用测量器(在下面有时候简称为“测量器”)工作的工作电源，不需要测量器工作用的电源装置和电源配线、或电池的双线式传送器。这种双线式传送器用流入双线式传输线的电流形成传送器内部的工作电源，同时将与测量器测量的物理量相对应的电流输出到双线式传输线。

但是，上述工业用测量器测量的物理量被提供给将例如多条双线式传输线集线对工厂设备进行控制的集中控制装置。该集中控制装置对通过双线式传输线得到的数据进行修正运算、控制运算等各种各样的处理，根据这些数据进行整个工厂的控制。顺便说明，工厂设备的控制系统越是复杂，工业用测量器的输出越是复杂。因此，在这种工厂设备的情况下，从预先保全的考虑出发，使工厂设备运行，对其进行监视的用户等提出想要分别监视工厂中设置的多个工业用测量器分别输出的数据是否正确，或趋势倾向是怎样的这些要求。

但是，上述工厂在别的用途上使用对该整个工厂进行控制的集中控制装置以外的双线式传送器输出的测量数据等情况下(例如对流入传输线的电流进行监视的情况下)，有时候伴随发生控制环路内的程序和系统的变更。而且，越是测量系统规模大而且复杂，则从使用于已有的控制系统的程序中切出各测量器的数据再使用于监视器越是困难。因此，在上述工厂设备中，有时候将各测量器输出的数据从控制系统的传输线(双线式传输线)切下，限定于对测量器的动作进行监视的用途，分别收集数据是更有效的。因此，通常电流监视装置测量的测量值通过在双线式传输线之外另行敷设的传输线(有线传输线；例如GPIB)传送。

或者，电流监视装置也可以采用将电流监视装置检测出的测量值用例如图13所示用无线传输线传送的方式传送，取代上述有线传输线传送的方式。这种方式是电流监视装置对双线式传输线中流过的电流进行测量，将该测量的数据无线传输的方式，形成设置无线监视装置5的结构。这种无线监视装置5具备使该装置动作的电源、例如电池6。而且使用这种无线传输方式的电池驱动的工业用测量器、以及电流监视装置也是通常所知道的装置。

但是，上述电流监视装置为了传输测量的电流值，有必要在控制用配线之外另行敷设传输线，因此存在传输线的传输线路长度大的问题。而且上述电流监视装置为了工作需要电源的情况下，有必要另行敷设与传输线大致相同距离的电源线连接到电流监视装置。因此在电流监视装置与集中控制装置存在距离的情况下，也就是电源线的配线路程很长的情况下，也存在成本大的问题。

当然，如果电流监视装置采用电池驱动，则可以不需要电源线。而且如果采用电池驱动的无线传输方式，则电源线和传送测量的电流数据的传输线也不需要。但是电池寿命有限，需要更换电池。因此电池驱动的电流监视装置有替换电池的麻烦。而且随着工厂设备规模变大，通常电流监视装置的数目也增多。因此已有的工厂必须寻找出工厂设备的什么地方设置电池驱动的电流监视装置，也需要很多劳动力。而且，上述电池驱动的电流监视装置要在电池用完时进行替换电池的工作时操作成本很大。因此，电流监视装置最好是以规定的周期在该电池用完之前将电池一起替换。但是，这种方法以规定的周期将电池一起替换，有可能发生故意缩短电流替换周期的恶作剧，而且还可以使用的电池也废弃，从有效利用资源的观点考虑也是个问题。而且电池驱动的电流监视装置必须将电流监视装置设置在能够替换电池的地方，其安装场所等也受到限制。

或者，也可以考虑由操作人员等使用数字式万用表或检测器实际测量流向双线式传输线的电流，但是需要使数字式万用表等测量器工作用的电源(市电或电池)，而且存在不能够实时测量的问题。

另一方面，上述专利文献中记载的双线式传送器(以下有时候也简称传送器)使用流路传输线的电流，利用分流调整器发生该传送器工作所需要的电源电压之后，调整流路双线式传输线的电流值，使其为与该传送器具备的传感器的检测值相应的电流值。从而，该传送器虽然对流入双线式传输线的电流值进行控制，但是不检测实际上该电流有多少流入传输线。更具体地说，如果参照上述专利文献中公开的图1的电路图，流路传输线的电流的控制用反馈电阻R2的端电压进行。因此上述专利文献中公开的传送器即使因为电阻器(R5、R6、R7、R8以及R2)和晶体管(Q4、Q2)的劣化、断路等，流入双线式传输线的电流值偏离所希望的电流值，由于不检测流入传输线的电流，因此不能够检测出这些零部件的故障。也就是说，测量器本身发生故障时传送器用该发生故障的测量器的输出电流进行控制。因此专利文献1所述的传送器存在难以检测传送器本身的故障的问题。

发明内容

本发明是为解决上述存在问题而作出的，其目的在于提供不需要工作电源而且不需要传送所测量的电流值的传输线的电流监视装置。

为了实现上述目的，本发明的电流监视装置，测定将测定器测定的物理量变换为信号电流输出到两条传输线的电流值，其中具备：插入所述传输线中，测定向所述传输线输出的所述信号电流的电流值的电流检测部、以及插入所述传输线中，输出由于所述信号电流流过而产生的电压的电源电压生成部，另一方面，所述电流检测部利用所述电源电压生成部输出的电压进行驱动。

最好是所述电源电压生成部具备：插入所述传输线中，流过所述信号电流的晶体管、分别连接在所述插入的晶体管的两个电极上，检测所述信号电流流向这些电极之间产生的电压的电压值的电压检测部、分别连接在所述晶体管的两个电极上，输出规定的基准电压值的基准电压生成部、以及将该基准电压生成部输出的基准电压值与所述电压检测部检测出的电压值加以比较，改变所述晶体管的内部电阻，将该晶体管的两个电极之间的电压调整为规定的电压的电压比较调整部。

使用于上述电流监视装置的电源电压生成部，通过控制插入传输线的晶体管的内部电阻，使该晶体管的两端(例如MOSFET晶体管的情况下，在源极·漏极之间)产生电压降。这时流入传输线的电流不变。也就是说，本发明的电流监视装置，即使是控制晶体管的内部电阻，将主电流流过的晶体管的两个电极之间(例如源极·漏极之间)产生的电压降调整为规定的电压，也只因测量器控制的电流值而改变。因此晶体管的两个电极之间的电压可以设定为任意值。于是，本发明的电流监视装置利用晶体管的两个电极之间产生的电压(电压降)使电流检测部工作，测定流入传输线的电流。

而且，本发明的电流监视装置还具备无线传送所述电流检测部检测出的所述电流值的无线部，该无线部形成利用所述电源电压生成部输出的电压进行驱动的结构。

该无线部利用电源电压生成部输出的电压进行驱动。因此，上述电流监视装置不必另行准备无线部工作的电源。而且该电流监视装置也不需要传送测定的电流值的传输线。

最好是所述无线部具备蓄电部，该蓄电部以规定的周期间歇发送，在该无线部的发送停止时，存储从所述电源电压生成部得到的电荷，另一方面在该无线部进行发送时，释放所述存储的电荷，补充所述无线部需要的电流。

该电流监视装置，在例如双线式传送线为最小电流值(4mA)时，无线部以外的电路能够动作，但是一旦无线部送出数据，在4mA的情况下电流不足时，使无线部间歇动作，同时在该无线部处于不送出数据的待机状态时，将上述电源电源生成部输出的剩余电荷(电流)存储于蓄电部(电容器)中。而且在无线部送出数据时，该电流监视装置从传输线接收提供的电流，同时取出存储于电容器的电荷(电流)，使无线部动作。

这样，本发明的电流监视装置，用流入传输线的电流，并利用电流监视装置内部的电源电压生成部，形成使该电流监视装置工作的电压。因此，本发明的电流监视装置，能够测量不使用用来使电流监视装置工作的电源配线和电池，没有电源而流入传输线的电流。又，所测量的电流值用借助于流入传输线的电流形成的电压使其工作的无线部无线传送。因此，本发明的电流监视装置不需要传送所测量的电流数据的有线传输线。因此，由于本发明的电流监视装置不需要电源配线和传送测量的电流数据的有线传输线，因此除了不需要电源配线和敷设有线传输线的成本外，还不需要替换电池，具有优异的维修保养性能。

又，本发明的电流监视装置，使无线部以规定的周期间歇发信，同时在无线部的发信停止时，将从电源电压生成部得到的电荷(电流)存储于电容器中，另一方面在该无线部进行发信时，放出电容器中存储的电荷(电流)，补充无线部需要的电流。因此本发明的电流监视装置，可以使用能够得到大的无线输出的无线部，并能够不通过有线传输线就将所测量的流入传输线的电流值的数据传送到更远的地方。而且本发明的电流监视装置，具有也容易使用于已有的工厂设备的优点，并能够得到优异的效果。

附图说明

图1是本发明第1实施形态的电流监视装置的概略结构的方框图。

图2是表示图1所示的电流监视装置的主要电路结构图的电路图。

图3是表示本发明第2实施形态的电流监视装置的主要电路结构的电路图。

图4是表示本发明第3实施形态的电流监视装置的概略结构的方框图。

图5是表示图4所示的电流监视装置的主要电路结构图的电路图。

图6是表示本发明第3实施形态的变形的电流监视装置的主要电路结构的电路图。

图7是表示本发明第4实施形态的电流监视装置的主要电路结构的电路图。

图8是表示本发明第4实施形态的变形的电流监视装置的主要电路结构的电路图。

图9是表示本发明第5实施形态的电流监视装置的主要电路结构的电路图。

图10是表示本发明第6实施形态的电流监视装置的主要电路结构的电路图。

图11是表示本发明的电流监视装置的评价试验结果的曲线图。

图12是表示使用已有的双线式传输线的工业用测量系统的原理结构的概略方框图。

图13是表示使用已有的双线式传输线的工业用测量系统中设置无线监视装置测定流入传输线的电流的装入电流监视装置的概略结构的方框图。

具体实施方式

下面，参照附图对本发明的电流监视装置进行说明。图1～图10是实施发明的形态的一个例子的说明图，但是本发明不限定于这些附图所示。又，这些图中，标以与图12和图13相同的标号的部分表示与用上述双线式传输线的测量系统相同的物体，基本结构与图12、图13所示的已有的结构相同，因此省略其说明。

实施形态1

图1是表示本发明第1实施形态的概略方框图。在该图中，1是具备各种传感器(未图示)，对测量对象的物理量(例如压力、温度、流量等)进行测量，将与该测量的物理量对应的信号电流输出到双线式传输线2(以下有时候简称传输线)的工业用测量器(以下有时候简称测量器)。传输线2串联插入输出规定电压(例如24V)的直流电的直流电源3、以及具有规定的电阻值(例如250欧姆)的负载电阻器4形成电流环路。而且测量器1将传感器测量的物理量变换为例如4mA到20mA的电流值的信号电流，输出到传输线2。本发明的电流监视装置10串联插入这样构成的测量系统的传输线2上，形成能够对流入该传输线2的电流进行检测的结构。

该电流监视装置10具备具有能够串联插入到传输线2的两个端子VP、VM，从流入传输线2的电流生成规定的电压的电源电压生成部20、检测流入传输线2的信号电流的电流值的电流检测部30、以及无线传送该电流检测部30检测出的电流值(电流数据)的无线部40。该电流监视装置10详细地说采用图2所示的电路结构。

在端子VP、VM之间，分别并列连接使流入传输线2的信号电流通过的晶体管Q1、检测借助于信号电流流入该晶体管Q1在该晶体管Q1的两个电极之间(例如源极·漏极之间)产生的电压(电压降)的电压检测部21、输出规定的基准电压的基准电压生成部22、将该基准电压生成部22输出的基准电压与电压检测部21检测出的电压进行比较并将晶体管Q1的两个电极之间的电压调整为规定的电压值的电压比较调整部23。

晶体管Q1是例如P沟道MOS晶体管，源极连接在端子VP，漏极通过下述分流电阻R5连接在端子VM。该晶体管Q1的栅极连接在构成电压比较调整部23的运算放大器A1的输出(控制信号)上(详细情况在下面叙述)。还有，该端子VM上连接分流电阻器R5的另一端称为基准电位OV的GND线11，端子VP一侧称为电位VSUP的VSUP线12。

电压检测部21的串联连接的两个电阻器R1和R2，连接在VSUP线12与GND线11之间。又，基准电压生成部22，其电阻器R6和基准电压源与VREF串联连接，连接在VSUP线12和GND线11之间。该基准电压源VREF的阳极连接在GND线，基准电压源VREF的阴极通过电阻器R6连接在VSUP线12。

顺便说，基准电压源VREF用齐纳二极管或带隙基准电压源等构成。还有，基准电压生成部22的基准电压源VREF采用带隙基准电压源要比采用齐纳二极管，更能够提高温度稳定性，因此更加理想。

而且，分别将电压检测部21的电阻器R1、R2的连接点(检测电位VT)连接在构成电压比较调整部23的运算放大器A1的负输入端子上，将基准电压生成部22的电阻器R6与基准点用于VREF的连接点(基准电位VR)连接在运算放大器A1的正输入端子上。顺便说明，驱动运算放大器A1的正负电源输入端子，分别连接在VSUP线12和GND线11。

于是，在满足正输入端子的电位(基准电位VR)＜负输入端子的电(检测电位VT)的条件时，在晶体管Q1的栅极上施加GND线11的电位，晶体管Q1处于截止状态。于是，晶体管Q1的漏极·源极之间的电压上升VSUP线12的电位上升。这时施加于电压检测部21的电阻器R1、R2上的电压也上升，因此电阻器R1、R2的连接点电位(检测电位VT)上升。该检测电位一旦超过基准电位VR，运算放大器A1的输出就达到VSUP线的电位。于是，晶体管Q1的漏极电流流出。因此晶体管Q1的栅极·源极之间的电压变大，所以晶体管Q1的漏极电流增加。这样一来，运算放大器A1对晶体管Q1的栅极进行控制使电压检测部21的电阻器R1、R2的连接点(检测电位)为基准电位VR。这样，电源电压生成部20构成分流调整器。

上述晶体管Q1的源极·漏极之间的电压，由电压检测部21的电阻器R1、R2以及基准电压源VREF的组合决定。例如电阻器R1的电阻值为400kΩ，电阻器R2的电阻值为100kΩ，基准电压源VREF的击穿电压为1.23V时，VSUP线12的电位为其5倍的6.15V。这样，在VSUP线12，通过调整电压检测部21的电阻器R1、R2的电阻比，能够得到所希望的电压。

还有，电阻器R1、R2的电阻值，考虑与消耗电流折衷选择决定。也就是说，如果各电阻器用高电阻构成，则电路的消耗功率变低。另一方面，基准电位为一定值，与晶体管Q1的栅极·源极之间的电压无关。因此，为了减小电路的消耗电流，电阻器R6的值最好是选择比较大的值。具体地说，设定电阻器R1、R2，使得VSUP线的电位为6.15V，电阻器R6设定为1MΩ。于是，流入基准电压源VREF的电流为[(6.15-1.23)/1×10⁶]＝4.92微安。

又，电阻器R6除了图4的电阻器外，未特别图示的FET和晶体管等能动元件外，也可以使用电流反射镜电路等电路块构成。又，晶体管Q1也可以取代上述P沟道MOS晶体管，只要能够替换运算放大器A1的输入极性，可以使用N沟道MOS晶体管构成。或者晶体管Q1也可以使用PNP晶体管或NPN晶体管。而且在运算放大器A1具有驱动能力的情况下，也可以用单个运算放大器A1进行控制。在这种情况下，不需要晶体管Q1，可以用简单的电路构成。

另一方面，电流检测部30具备串联插入于端子VP、VM之间的分流电阻器R5、以及检测信号电流流入该分流电阻器R5的两端而产生的电压降对其进行放大的运算放大器L2。在该分流电阻器R5，流入下述无线部40、运算放大A1、运算放大器A2、电压检测部21、基准电压生成部22、以及晶体管Q1的漏极电流的总和。

运算放大器A2的正输入端子连接在GND线11，运算放大器A2的负输入端子上连接接到该运算放大器A2的输出端子上的电阻器R4和接到端子VM的电阻器R3。顺便说明，运算放大器A2具备的正负电源输入端子，分别连接在VSUP线12和GND线11。

但是，上述电阻器R3、R4起着决定运算放大器A2的放大幅度的作用。具体地说，电阻器R3取100kΩ，电阻器R4取500kΩ时，放大幅度为R3/R4＝500kΩ/100kΩ＝5。例如，一旦从VP端子向分流电阻器R5流入4mA的电流，在分流电阻器R5的两端就产生0.2V的电压降。于是，在运算放大器A2的输出端子上就出现0.2×5＝1.0V的电压。又，一旦从VP端子向分流电阻器R5流入20mA的电流，分流电阻器R5的两端就产生1.0V的电压降。于是就在运算放大器A2的输出端子上出现1.0×5＝5.0V的电压。

还有，由于在电流检测部30的电阻器R3、R4上也流入电流，因此电流检测值中含有若干误差。但是该误差可以通过对电阻器R3、R4、R5的数值的适当设计抑制于很低的水平。因此本发明的电流控制装置在实用上没有问题。例如电流检测部30检测出4mA的电流时，在上述例子中电阻器R5上产生0.2V的电压降。从而，电阻器R3的两端产生的电压降为0.2V。现在假如电阻器R3为kΩ，则流入该电阻器R3的电流(误差电流)为2微安，因此，该误差电流相对于4mA的测定电流为0.05％。通常的工业用计量设备的情况下，允许0.1％的误差，从而这一程度的测定误差是没有问题的。

又，这一误差电流相对于测定电流通常为一定值。也就是说，假如检测电流的值为I，则误差电流Ierr可以用公式Ierr＝I×(R5/R3)求出。具体地说，例如检测电流R＝8mA时的误差电流为Ierr＝4微安，检测电流I＝12mA时的误差电流Ierr＝6微安，检测电流I＝20mA时的误差电流Ierr＝10微安。从而，本发明的电流监视装置包含这样与检测电流对应的一定比例的误差电流是已知的，对电流检测部30输出的电流数据进行误差电流的补正是有充分的可能性的。

将该电流检测部30输出的电流数据提供给下一级的无线部40。该无线部40具备时常将模拟电流信号作为输入施加调制后作为规定频率的高频信号将电流送出的功能。而未图示的接收部收取无线部40送出的电流数据进行规定的处理。

具体地说，无线部40使用混合化的无线模块。作为该无线模块，只要是具有接收电流检测部30输出的模拟电平的电流数据(例如直流电压1V～5V)，根据该模拟电平(电流数据)进行规定的调制(正负调制、频率调制、相位调制、频谱扩散调制等)，进行无线发送的功能的无线部，不管用哪一种调制方式都可以。要而言之，只要是能够将电流检测部30检测出的电流数据无线发送，无线部40其方式不受限定。还有，无线部40的内部结构不同于本申请的发明作为特征的地方，因此其说明省略。

但是，通常在工厂中如上所述配置多个测量对象的装置，在这些装置上连接本发明的电流监视装置时，为了使各电流监视装置的无线部40发送的无线信号不发生相互干扰，在无线部40和接收该无线部40发送的无线信号的接收部(未特别图示)除了使用频分多址(FDMA)方式、时分多址(TDMA)外，分别使用码分多址(CDMA)方式等访问方式即可。

还有，上述电源电压生成部20、电流检测部30、以及无线部40的各消耗电流的合计值，有必要设计为不超过流入传输线2的信号电流的最小值(上述例子的情况下为4mA)。

这样，如上所述构成的本发明第1实施形态的电流监视装置，具备被插入传输线2，测量流入该传输线2的电流信号的电流值的电流检测部30、利用控制信号的电平改变插入传输线2的例如源极·漏极之间的内部电阻的晶体管Q1、分别连接在该晶体管Q1的源极和漏极上，检测信号电流流入这些电极之间产生的电压的电压值的电压检测部21、分别连接在晶体管Q1的源极和漏极，输出规定的基准电压值的基准电压生成部22、以及将该基准电压生成部22输出的基准电压值与电压检测部21检测出的电压值加以比较，调制提供给晶体管Q1的栅极的控制信号的电压，将晶体管Q1的源极·漏极之间的电压调整为规定的电压值的电压比较调整部23，电流检测部30和无线发送电流检测部30检测出的电流数据的无线部40，利用晶体管Q1的源极和漏极之间产生的电压进行驱动，因此不需要电源装置和电池等外部电源及传输线和传输检测出的电流数据的传输线。因此，本发明能够实现除了不需要敷设电源配线和有线传输线的成本外，也不需要替换电池的电流监视装置。

实施形态2

下面，参照图3对本发明第2实施形态的电流监视装置进行说明。在该图中，对具有与上述第1实施形态相同的功能的部位标以相同的标号，并省略其说明。该第2实施形态的电流监视装置与上述第1实施形态不同的地方是，具备将电流检测部30输出的模拟电平的电压值(电流数据)变换为n位的数字数据的A/D变换器50，无线部40将该A/D变换器50变换的n位的数字数据发送出。还有，驱动该A/D变换器50的正负电源输入端子分别连接在VSUP线12和GND线11。

这样构成的第2实施形态的电流监视装置，可以将只允许输入信号为数据的无线模块使用于无线部40，因此通用性更高。例如第2实施形态的电流监视装置可以使用进行蓝牙、Zigbee等无线传送的模块，能够简单地实现本发明的电流监视装置。又，本实施形态由于对检测出的电流数据进行数字变换，因此在接收侧(未特别图示)将其作为数字数据处理的情况下，不必将模拟数据变换为数字数据，对于例如用计算机进行数据处理是最合适的。

实施形态3

下面，参照图4和图5对本发明第3实施形态的电流监视装置进行说明。在这些图中对具有与上述第1和第2实施形态相同功能的部位标以相同的标号并省略其说明。该第3实施形态的电流监视装置与上述第1和第2实施形态的不同之处在于，VSUP线12与GND线11之间插入电容器C1(蓄电部)、以及具备对无线部40、A/D变换器50、电源电压生成部20、及流检测部30的动作进行控制的CPU60。该CPU60对以规定的周期对例如无线部40进行发信的控制端子EN进行控制。

另一方面，电容器C1采用双电荷层电容器和小容量的充电电池等。这种电容器C1能够在上述无线部40停止发送时存储剩余电荷(电流)，另一方面，在无线部进行发送时，担负对流过传输线2的信号电流补充无线部40所需要的电流不足部分的电流源的作用。

具体地说，使在无线部40发信完成时的电容器C1的两端的电压、即VSUP线12的电压[Qmin/C]不低于电流监视装置10的电路要素(电源电压生成部20、电流检测电路30、无线电路40)的最低驱动电压即可。在这里，将电容器C1的电容量(包含充电电池的电容量)记为C，将无线部40停止发信时电容器C1中存储的电荷的最大值记为Qmax，将无线部40发信完成时存储于电容器中的电荷记为Qmin，则电容器C1的电容量C和发送周期只要设定得在无线部40停止发信时电容器C1中存储的电荷能够得到最大值Qmax即可。

这样，本发明第3实施形态的电流监视装置借助于CPU60的控制，使无线部40间歇动作。因此，在无线部40没有发送电流数据等时无线部40可以利用电容器C1中存储的电荷(电流)。也就是说，电容器C1中存储的电荷(电流)可以添加于流入传输线2的电流，作为电流源使用。因此，本实施形态与上述实施形态所示那样的时常发送电流数据的形态相比，无线部能够加大间歇发送出的发信功率，因此能够谋求提高无线传送质量和增加传送距离。

还有，图6是上述第3实施形态的电流监视装置的变形，表示在端子VP和VSUP线之间串联插入利用过电流切断电路的熔断器F的电路。通常在端子VP、VM之间连接已知的测量器1、直流电源3、负载电阻器4。假如不连接测量器1和负载电阻器4而错误地将直流电源3直接连接在端子VP、VM之间，在这种情况下，有可能在晶体管Q1的源极·漏极之间流过过大的电流。最坏的情况下，晶体管1受到破坏。因此本实施形态在端子VP与VSUP线之间插入利用过电流切断电流的熔断器F，希望能够对晶体管Q1加以保护。

当然，除了熔断器F以外，本实施形态也可以设置在检测出过电流的时刻将晶体管Q1的栅极电路从运算放大器A1的输出端子上断开等过电流保护电路(未图示)，以使端子VP和端子VM之间的电流不过大。这些虽然在上述第1和第2实施形态中没有说明，但是当然也同样适用。

还有，虽然没有特别图示，但本实施形态的间歇动作所需要的定时器电路和计数器电路、存储他们的程序的存储器等CPU60的外围电路，也连接在VSUP线12和GND线11接受电源供应。

又，本实施形态除了使用CPU60进行无线部40的间歇发信控制(EN控制)外，当然也可以用由分立零部件构成的、例如多谐振荡器电路以规定的周期进行无线部40的EN控制。即使是在这种情况下，也是如上所述调整电容器C1的电容量C和发信周期，设定得使VSUP线12的电压Qmin/C不低于电流监视装置10的电路要素(电源电压生成部20、电流检测电路30、无线电路40)的最低驱动电压即可。

实施形态4

下面，参照图7对本发明第4实施形态的电流监视装置进行说明。在该图中，具备与上述第1～第3实施形态相同的功能的部位标以相同的标号，并且省略其说明。该第4实施形态的电流监视装置与上述第1～第3实施形态不同的地方在于，提供给构成电流监视装置的模拟电路的电源与提供给数字电路的电源采用不同的电路构成。具体地说，构成模拟电路的电源电压生成部20和电源检测部30从上述VSUP线12和GND线11得到电源供应，另一方面，无线部40、A/D变换器50、以及CPU60从将从上述VSUP线12和GND线11之间的电压变压为规定的电压后输出的调整器70的输出得到电压供应。

本发明第4实施形态的电路监视装置，由于将数字部的电压与模拟部的电压分离，因此利用数字电路的动作能够抑制叠加于电源上的噪声的影响使其不波及模拟部的电源线(VSUP线12)。而且本实施形态可以将模拟部的工作电压和数字部的工作电压分别设定为不同的电压，设计自由度得到提高。

当然，在数字底部工作电压不是单一值的情况下，本实施形态如图8中本发明第4实施形态的电流监视装置的变形例所示，也可以将多个调整器70连接在VSUP线12和CND线11之间，取出规定的电压。通过这样做，即使是利用不同的电压电平工作的构成部件也能够实现本发明的电流监视装置。

实施形态5

下面，参照图9对本发明第5实施形态的电流监视装置进行说明。在该图中，对与上述第1～第4实施形态具有相同功能的部位标以相同的标号并省略其说明。该第5实施形态的电流监视装置与上述第1～第4实施形态不同的地方在于，用串联调整器代替分流调整器。

具体地说，本实施形态如图9所示在VSUP线12与GND线11之间连接齐纳二极管，施加反向偏压，该齐纳二极管ZD的阴极与构成电流监视装置的电源电压生成部20、电流检测部30、无线部40、A/D变换器以及CPU60的正电源线(VSUP线12)之间设置N沟道的J-FET(晶体管Q2)，将电源电压生成部20的运算放大器A1的输出连接在J-FET(晶体管Q2)的栅极上构成。

这样构成的本发明第5实施形态的电流监视装置，在运算放大器A1的负输入端子的电压(检测电压；VT)比正输入端子的电位(基准电压；VR)高时，亦即VSUP的电压比规定的电压高时，晶体管Q2的栅极端子电压下降，漏极电流减小。从而，VSUP电压下降。于是，构成电压检测部21的电阻器R1、R2的连接点电位(检测电压VT)同样下降。因此由电阻R1、R2的电阻比例决定的运算放大器A1的负输入端子的电压下降。

反之，在运算放大器A1的负输入端子的电压(检测电压；VT)比正输入端子的电位(基准电压；VR)低时，晶体管Q2的栅极端子电压上升，漏极电流增加。从而，VSUP电压增加。于是，构成电压检测部21的电阻器R1、R2的连接点电位(检测电压；VT)也上升。因此由电阻R1、R2的电阻比例决定的运算放大器A1的负输入端子的电压上升。由于这样的一连串的反馈动作，VSUP线12的电压维持一定。

但是，流入电流监视装置的电流以流过传输线2的信号电流为依据。因此，构成电流监视装置的各部分的消耗电流以上的电流作为剩余电流不要了。换句话说，如果没有剩余电流流通的通路，测量器1向传输线2发送的信号电流不能够流动，因此齐纳二极管ZD就担负使该剩余电流流过的通路的作用。

实施形态6

下面，参照图10对本发明第6实施形态的电流监视装置进行说明。在该图中，对与上述第1～第5实施形态具有相同功能的部位标以相同的标号并省略其说明。该第6实施形态的电流监视装置与上述第1～第5实施形态不同的地方在于，用DC-DC变换器代替上述串联调整器或分流调整器构成。

该DC-DC变换器通过熔断器F在端子VP与GND线11之间连接齐纳二极管ZD，施加反向偏压，与该齐纳二极管ZD并联连接平滑电容器C2。而且在该齐纳二极管ZD的阴极与构成电流监视装置的电源电压生成部20、电流检测部30、无线部40、A/D变换器以及CPU60的正电源线(VSUP线12)之间串联插入电感和二极管DE。该二极管D1，阳极连接在电感L一侧，阴极连接在VSUP线12一侧。而且该电感L和二极管D1的阳极的连接点上连接MOSFET(M1)的源极。该MOSFET(M1)的漏极连接在GND线11。构成电流检测部21的电阻器R1、R2的连接点以及基准电压生成部22的电阻器R6与基准电压源VREF的连接点分别连接在DC-DC变换器的控制用的控制电路80上。该控制电路80以基准电压生成部22输出的基准电压为基础，将控制电路的输出提供给MOSFET(M1)的栅极对MOSFET(M1)进行开关控制(switching)以使电压检测部21检测出的VSUP电压为规定的电压。通过对该MOSFET(M1)进行开关控制，VSUP线12的电压作为电感L上发生的反电动势与平滑电容器C2的两端的电压之和生成。也就是说，VSUP线12的电压可以设定得比端子VP、VM之间的电压高。

这样，如上所述构成的本发明第6实施形态的电流监视装置，可以将VSUP的电压设计得比端子VP、VM之间的电压高。因此，本实施形态的电流监视装置即使是电流检测部30、无线部40、A/D变换器50、以及CPU60要求比端子VP、VM间的电压高的工作电压也能够检测出传输线2中流入的电流。当然，本实施形态也可以使用上述第4实施形态所示的调整器，将用DC-DC变换器暂时提高的电压降压，形成任意电压。

在这里，对本发明的电流监视装置是否正确工作进行试验评价，其结果示于图11。该图是表示4mA～24mA的电流流过的传输线2中插入本发明的电流监视装置测量运算放大器A2的输出电压的结果的曲线图。该图的横轴用mA为单位表示流路传输线2的电流，用V为单位表示运算放大器A2的输出。如该图所示，流入传输线2的电流为4mA时，运算放大器A2的输出为1V，流入传输线2的电流为20mA时，运算放大器输出为5V。这样，运算放大器A2的输出相应于流入传输线2的电流线性变化，可以验证本发明的电流监视器的直线性得到确保。

还有，运算放大器A2的输出电压如上所述是由电阻器R3、R4之比决定的，因此在上述电压范围之外也只要将电阻器R3、R4之比设定得使其为所希望的电压范围即可。

这样，本发明的电流监视器能够根据运算放大器A2的输出利用无线部40无线传送其输出电压值。而且本发明的电流监视器在电流监视装置上设置液晶显示板(未图示)，即使没有外部电源也能够将流入传输线2的电流显示于显示板。

还有，本发明的电流监视装置，除了上述分流调整器、串联调整器、DC-DC变换器外，不管采取怎样的调整器的方式，只要使用测量器输出的信号电流能够生成电流监视装置工作的内部电源即可，没有将调整器的构成限定于上述电路。

还有，本发明的电流监视装置不限于上述实施形态，在不超出本发明的要旨的范围内可以有各种变更。

权利要求书(按照条约第19条的修改)

[2006年11月24日(24.11.2006)国际局受理]

1. (删除)

2. (删除)

3. (修改后)一种电流监视装置，测定将测定器测定的物理量变换为信号电流输出到两条传输线的电流值，其特征在于，具备：

插入所述传输线中，测定向所述传输线输出的所述信号电流的电流值的电流检测部、

无线传送该电流检测部检测出的所述电流值的无线部、以及

插入所述传输线中，输出由于所述信号电流流入该传输线而产生的电压的电源电压生成部，

所述电源电压生成部具备：

插入所述传输线中，流过所述信号电流的晶体管、

分别连接在插入所述传输线的晶体管的两个电极上，检测所述信号电流流向这些电极之间产生的电压的电压值的电压检测部、

分别连接在所述晶体管的两个电极上，输出规定的基准电压值的基准电压生成部、以及

将该基准电压生成部输出的基准电压值与所述电压检测部检测出的电压值加以比较，改变所述晶体管的内部电阻，将该晶体管的两个电极之间的电压调整为规定的电压的电压比较调整部，

所述电流检测部和所述无线部，分别利用所述电源电压生成部输出的电压进行驱动。

4. 根据权利要求3所述的电流监视装置，其特征在于，

所述无线部以规定的周期间歇发送且具备蓄电部，该蓄电部在该无线部的发送停止时，存储从所述电源电压生成部得到的电荷，另一方面在该无线部进行发送时，释放所述存储的电荷，补充所述无线部需要的电流。

Claims (4)

1. 一种电流监视装置，测定将测定器测定的物理量变换为信号电流输出到两条传输线的电流值，其特征在于，具备：

插入所述传输线中，测定向所述传输线输出的所述信号电流的电流值的电流检测部、以及

插入所述传输线中，输出由于所述信号电流流过而产生的电压的电源电压生成部，

所述电流检测部利用所述电源电压生成部输出的电压进行驱动。

2. 根据权利要求1所述的电流监视装置，其特征在于，

所述电源电压生成部具备：

插入所述传输线中，流过所述信号电流的晶体管、

分别连接在所述插入的晶体管的两个电极上，检测所述信号电流流向这些电极之间产生的电压的电压值的电压检测部、

分别连接在所述晶体管的两个电极上，输出规定的基准电压值的基准电压生成部、以及

将该基准电压生成部输出的基准电压值与所述电压检测部检测出的电压值加以比较，改变所述晶体管的内部电阻，将该晶体管的两个电极之间的电压调整为规定的电压的电压比较调整部。

3. 根据权利要求1所述的电流监视装置，其特征在于，

还具备无线传送所述电流检测部检测出的所述电流值的无线部，

该无线部利用所述电源电压生成部输出的电压进行驱动。

4. 根据权利要求3所述的电流监视装置，其特征在于，

所述无线部以规定的周期间歇发送且具备蓄电部，该蓄电部在该无线部的发送停止时，存储从所述电源电压生成部得到的电荷，另一方面在该无线部进行发送时，释放所述存储的电荷，补充所述无线部需要的电流。

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